[發明專利]一種半導體納米晶及其制備方法

有效

• 申請號: 200810049338.0
• 申請日: 2008-03-11
• 公開（公告）號: CN101311383A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 李林松;婁世云;牛金鐘
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B29/48
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 劉建芳

(一)技術領域

本發明涉及一種半導體納米晶的制備方法，屬于納米材料技術領域。?

(二)背景技術

近幾年來，具有遠紅外及近紅外發光的納米晶在生物檢測中的應用引起了廣大工作者的研究興趣，這些納米晶可以有效的減弱自身熒光對檢測信號的影響，并且其激發波長和發射波長不被組織液(如水和血色素)所吸收。因此，具有紅外探測能力的納米晶在生物檢測中有很好的應用前景。?

圍繞著如何使用近紅外發光納米晶作為映象單元在生物領域的應用，當前主要有兩個難題。第一，近紅外納米晶的合成技術沒有很好的建立；其次，近紅外納米晶的毒性及不穩定性限制其應用。目前首要的問題是解決如何制備出具有超級穩定、超寬熒光發射光譜，從而能廣泛應用于無線電傳輸中的光放大器和生物映像的穩定的近紅外發光納米晶的問題。?

目前，CdSe、CdTe等納米晶的合成技術已比較成熟，尺寸形貌也得到了很好的控制，但是有些材料的納米晶的合成仍存在很多問題，例如汞類化合物通常情況下在溫度大于100度的有機相中極不穩定，很難找到可控的合成條件，同時對于形貌及尺寸可控、發光效率高、發光范圍可調的半導體納米晶也較難于得到。?

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種形貌及尺寸可控、發光效率高、發光范圍可調的半導體納米晶，同時還提供了一種此類納米晶的制備方法，操作簡單便于控制，降低了制備成本。?

本發明采用的技術方案如下：?

一種半導體納米晶，組成如下：A_XB_1-XC，0＜x＜1，其中A為Cd或Zn，A為Cd時，B為Hg，C為Te；A為Zn時，B為Cd或Cu，C為Se。?

所述半導體納米晶尺寸范圍為2nm-8nm，發光效率可達20％以上；發光范圍可調，如Cd_xHg_1-xTe納米晶熒光發光范圍為650nm-900nm，Zn_xCd_1-xSe的發光范圍為480-520nm，Zn_xCu_1-xSe的發光范圍為440nm-650nm。?

所述半導體納米晶可通過以下方法制備：?

將CdTe或ZnSe納米晶溶于反應溶劑中，以C4-C12的硫醇為穩定劑，然后與汞鹽、鎘鹽或銅鹽溶于有機溶劑的溶液充分作用，保持溫度為20-100℃，即得所述A_XB_1-XC半導體納米晶。加入的汞、鎘或銅與CdTe或ZnSe的物質的量比為0.1-2∶1，穩定劑加入的體積量為納米晶物質的量的5-10倍；汞鹽、鎘鹽或銅鹽溶于有機溶劑的溶液濃度為納米晶在反應溶劑中濃度的20-100倍；所述有機溶劑為甲醇、乙醇或異丙醇，所述反應溶劑為苯、甲苯、乙苯、二甲苯、正己烷或氯仿。?

所述的原料CdTe或ZnSe納米晶的合成方法已經較為成熟，常規方法制得的即可。本方法是以簡單的離子交換法來制備普通條件下難以合成的半導體納米晶，使以往需要在高溫等苛刻的條件下也難以控制的反應在室溫下即可進行，非常簡單，且成本很低。?

其中，所述汞鹽可選擇高氯酸汞、硝酸汞、醋酸汞或硫酸汞；所述的鎘鹽可為硝酸鎘、醋酸鎘、硫酸鎘、氯化鎘或磷酸鎘；所述的銅鹽可為硝酸銅、氯化銅或硫酸銅。所述的穩定劑優選十二烷基硫醇。?

當以ZnSe納米晶為原料反應時，應注意需在惰性氣體保護下進行。?

本方法制得的納米晶與前驅體相比，形貌和尺寸無明顯變化，吸收和熒光峰位均發生移動，其熒光強度無明顯變化，發光效率較高。通過尺寸形貌控制納米晶的發光，同時還可通過控制兩種離子的比例使納米晶的熒光覆蓋可見-近紅外區域或者在近紅外區域，以達到應用于生物檢測和光放大器的目的。在納米晶形貌控制上主要是用于分支狀和顆粒狀的納米晶制備。?

本發明相對于現有技術，有以下優點：?

本發明制得的半導體納米晶尺寸、形貌可控，發光效率高，發光范圍可根據需要調節。制備方法簡單，條件容易控制可控，反應條件平和，成本低，值得推廣。?

(四)附圖說明

圖1為CdTe納米晶的電鏡透射照片；?

圖2為實施例1制得的半導體納米晶的電鏡透射照片；?

圖3為實施例2制得的半導體納米晶的電鏡透射照片；?

圖4為實施例3制得的半導體納米晶的電鏡透射照片；?